JP2000284012A - 固体アクチュエータの検査方法、装置及びこれを用いる製造方法並びに駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】固体アクチュエータ素子を接着、調整して製造
される固体アクチュエータについて、簡便で、かつ高精
度に検査を行う。 【解決手段】予め定められた接続順序にしたがって他の
部品と共に固定され電界を印可することにより変形する
複数の固体アクチュエータ素子３ａ，３ｂ，３ｃに接続
され、予め定められた複数の周波数の信号の出力を順次
指示される信号源４と、信号源４に信号が印可されたと
きの固体アクチュエータ素子３ａ，３ｂ，３ｃのインピ
ーダンスを各周波数について測定する測定部５と、固体
アクチュエータ素子３ａ，３ｂ，３ｃ及び周波数と対応
させて測定部５で得られた測定結果を記憶し、各固体ア
クチュエータ素子３ａ，３ｂ，３ｃについて、各周波数
での測定結果から周波数−インピーダンス特性曲線を求
め、判定基準の周波数−インピーダンス特性曲線と比較
して良否を判定する判定制御部６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体アクチュエー
タの検査方法、装置及びこれを用いる製造方法ならびに
駆動装置に関し、特に、電界などを印加することによっ
て変形を発生する固体アクチュエータ素子を接着等の方
法により組み立てた固体アクチュエータの検査方法、装
置及びこれを用いる製造方法並びに駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の固体アクチュエータの検査方法
は、例えば、固体アクチュエータ素子である圧電素子を
用いて製造されるインクジェットヘッドにおいては、イ
ンクジェットヘッドとして完成後にインクの吐出検査を
行なって検査することが一般的に行われていた。

【０００３】また、組み立てる前に、インクジェットヘ
ッドの製造に用いられる圧電素子単体に正弦波の信号を
加え、その周波数をスイープさせて圧電素子単体のイン
ピーダンス−周波数特性を測定することも行われてい
た。圧電素子は、寸法及び材料特性により定まる固有の
周波数−インピーダンス特性を示すが、圧電材料内にク
ラックなどの欠陥が存在する場合には、固有のインピー
ダンス特性が変化するので、圧電素子単体での不良品を
選別することができた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、多階調印字を
行なうためにインクジェットヘッドに高い吐出性能が求
められ、組み立て前に検査で合格となった圧電素子を用
いてもプリントヘッドを構成する各部品の寸法精度のバ
ラツキや圧電素子と他の部材の接着のバラツキから、実
際に組み立てを行ったあとにも、不良、バラツキが発生
し、組み立て後のインクジェットヘッドにおいて高い検
査合格率を得ることは困難であった。

【０００５】また、組み立ての工程において、接着工程
とアライメント（微調整）の工程を含む場合に、完成後
のみの検査では、調整不可能な接着によるバラツキの問
題なのか、微調整可能なアライメントの問題を分離する
ことができず、各工程改善のため分析することが困難で
あった。

【０００６】本発明は、固体アクチュエータ素子を接
着、調整して製造される固体アクチュエータについて、
簡便で、かつ高精度に検査を行うことができる固体アク
チュエータの検査方法、装置及びこれを用いる製造方法
並びに駆動装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の固体アクチュエ
ータ検査方法は、電界を印可することにより変形する複
数の固体素子と前記複数の固体素子に固定され外部に駆
動力を伝達する部品とを有する固体アクチュエータの検
査を行う固体アクチュエータの検査方法であって、信号
源に予め定められた複数の周波数の信号の出力を順次指
示するステップと、予め定められた固体素子との接続順
序にしたがって信号源を接続するステップと、信号が印
可されたときの固体素子のインピーダンスを各周波数に
ついて順次測定するステップと、固体素子及び周波数と
対応させて測定結果を記憶するステップと、各固体素子
について各周波数での測定結果から周波数−インピーダ
ンス特性曲線を求め、判定基準の周波数−インピーダン
ス特性曲線と比較して良否を判定するステップとを有し
ている。

【０００８】本発明によれば、簡便で、かつ高精度に検
査を行うことができ、圧電素子などの固体アクチュエー
タからなる機能素子あるいはインクジェットヘッドを、
完成された形まで組み上げることなく、途中の半製品や
部品の状態で特性測定、検査を行なうことができる。

【０００９】また、本発明の他の固体アクチュエータ検
査方法は、電界を印可することにより変形する複数の固
体素子と前記複数の固体素子に固定され外部に駆動力を
伝達する部品とを有する固体アクチュエータの検査方法
であって、信号源に予め定められた複数の周波数の信号
の出力を順次指示するステップと、予め定められた信号
源及び測定部と複数の固体素子との接続状態の順序にし
たがって第１の固体素子に対して信号源を接続するとと
もに第１の固体素子と異なる第２の固体素子に測定部を
接続するステップと、第１の固体素子に信号が印可され
たときの第２の固体素子の電圧応答を各周波数について
順次測定するステップと、接続状態及び周波数と対応さ
せて測定結果を記憶するステップと、各接続状態につい
て各周波数での測定結果から周波数−電圧応答特性曲線
を求め、判定基準の周波数−電圧応答特性曲線と比較し
て良否を判定するステップとを有している。

【００１０】この構成によって、固体アクチュエータに
固定されている２つの固定素子間の固定状態について簡
便で、かつ高精度に検査を行うことができ、固体アクチ
ュエータの各部の寸法精度、固定状態について多方面か
ら検査を行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の第１の実施形態に係る固
体アクチュエータの検査装置の構成を示すブロック図で
ある。

【００１３】固体アクチュエータ検査装置１は、固体ア
クチュエータ２に接着等によって固定され、電界を加え
ることにより変形する複数の固体アクチュエータ素子３
ａ、３ｂ、３ｃに順次接続され、駆動波形を加える信号
を発生する信号源４と、各固体アクチュエータ素子３
ａ、３ｂ、３ｃに順次接続され、各固体アクチュエータ
素子にかかる電圧、各圧電素子に流れる電流、これらの
位相を測定する測定部５と、各個体アクチュエータ素子
と信号源４及び測定部５との接続を制御し、信号源の周
波数を指示し、測定部５の測定結果から各圧電素子にお
ける周波数−インピーダンス特性を求めて記憶するとと
もに不良であるか判断する判定制御部６とを有してい
る。

【００１４】ここで、本発明の検査対象とする固体アク
チュエータの例について、説明する。

【００１５】図２は、本発明の検査対象のインクジェッ
トヘッドの例を示す図である。なお、圧電素子１２に形
成される溝は簡単のため一部のみ示し他は省略してい
る。

【００１６】インクジェットヘッド１１は、固体アクチ
ュエータ素子である圧電素子１２に溝１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇを形成し、そ
れぞれの溝毎に導電性コーティング１４ａ，１４ｂ，１
４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇを施している。

【００１７】溝の上にふた１５を接着し、溝の両端で
は、インクが吐出する吐出口をあらかじめ開けた、紙面
と平行に板（各端１枚、図示せず。）を接着する。イン
クが充填され板に設けられた吐出口からインクを吐出す
るための圧力室として、圧電素子１２上の１つおきの溝
１３ｂ，１３ｄ，１３ｆを上述のふた１５及び板により
密閉し、使用する。

【００１８】例えば、導電コーティング１４ａと導電コ
ーティング１４ｂ間に電圧を印加すると、導電コーティ
ング１４ａ，１４ｂ間の側壁１６ａが伸長する。同様に
導電コーティング１４ｂ、１４ｃ間に電圧を印加する
と、導電コーティング１４ｂ、１４ｃ間の側壁１６ｂが
伸長する。これにより、密閉されたインク室１３ｂは容
積が増大する。

【００１９】次の瞬間に電圧を低下させることにより、
インク室１３ｂの容積は小さくなり、インク室１３ｂに
インクが満たされている場合、インク吐出口よりインク
が吐出される。

【００２０】また、他の検査対象の例について説明す
る。図３は本発明の検査対象の他の固体アクチュエータ
である移動機構の構成を示す構成図である。

【００２１】検査対象である移動機構２０は、それぞれ
電界を印加すると伸長する圧電素子である固体アクチュ
エータ素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，
２２ｃと、固定部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２４ａ，２
４ｂ，２４ｃと、弾性ヒンジ２５と、クランパ２６ａ，
２６ｂと、図３において紙面に垂直な方向の回転軸を中
心として回転自在に指示されるローター２７とを有して
いる。この移動機構２０は、最初に例えば固体アクチュ
エータ素子２１ｃ，２２ｃを短縮させてクランパ２６
ａ，２６ｂをロータ２７から離し、固体アクチュエータ
２１ａ，２２ａを伸長させ、固体アクチュエータ素子２
１ｂ，２２ｂを縮めておき、次に固体アクチュエータ素
子２１ｃ，２ｃを伸張させてクランパ６ａ，６ｂをロー
タ７に接触させ、固体アクチュエータ素子２１ｂ，２２
ｂを伸長させ、固体アクチュエータ素子２１ａ，２２ａ
を縮める。この制御により、２組あるクランパ２６ａ，
２６ｂは、互いに逆向きに動き偶力を発生する。クラン
パ２６ａ，２６ｂが互いに逆向きの長方形の軌道を描く
よう固体アクチュエータ素子２１ｃ，２２ｃを適宜伸縮
させながら、固体アクチュエータ素子２１ａ，２１ｂ，
２２ａ，２２ｂを適宜伸縮させることにより、ロータ２
７に偶力が働き、ロータ２７が回転するよう駆動され
る。

【００２２】次に、図１の固体アクチュエータ検査装置
の固体アクチュエータを検査する動作について説明す
る。図４は、図１の固体アクチュエータ検査装置の固体
アクチュエータ検査の動作を示すフローチャートであ
る。

【００２３】固体アクチュエータ素子３ａ、３ｂ、３ｃ
について、固体アクチュエータ２に組み立てられる前に
単体で周波数―インピーダンス特性が測定され、ほぼ同
一の特性が得られているものとする。

【００２４】オペレータの操作等により検査の開始が指
示される（ステップＳ１）と、判定制御部６は、信号源
４に予め定められた周波数の出力を指示し（ステップＳ
２）、予め定められた圧電素子に対して信号源４及び測
定部５を接続する（ステップＳ３）。

【００２５】信号源４に指示される周波数は、予め周波
数テーブルとしてその周波数のリストが判定制御部６に
記憶されているものとしてよい。また、信号源４及び測
定部５を接続する素子の順序も、予め接続順序テーブル
として接続する順序に素子が並べられたリストが判定制
御部６に記憶されているものとしてよい。次に信号源４
に接続され測定用の信号が印可された素子について、測
定部５が電圧、電流、位相を測定し（ステップＳ４）、
判定制御部６は、固体アクチュエータ素子と対応させて
その測定結果を記憶する（ステップＳ５）。現在測定し
ている固体アクチュエータ素子が最後の素子でないか判
断し（ステップＳ６）、最後の素子でなければ、次の素
子に信号源４及び測定部５を接続して（ステップＳ
７）、ステップＳ４にもどり、各素子について電圧、電
流、位相を測定し、その素子と対応させて結果を記憶す
る。ステップＳ６で最後の素子であれば、さらに、現在
測定している信号の周波数が、最後の周波数であるか判
断し（ステップＳ８）、最後の周波数でなければ、次の
周波数への切り替えを指示し（ステップＳ９）、ステッ
プＳ４にもどる。ステップＳ８で最後の周波数であれ
ば、各素子について記憶した測定結果から周波数−イン
ピーダンス特性曲線を求め（ステップＳ１０）、求めら
れた特性から固体アクチュエータが不良であるか判断す
る。

【００２６】図５は、固体アクチュエータ素子の周波数
−インピーダンス測定の結果の例を示す図である。図５
において、特性曲線３１は固体アクチュエータが良品で
ある場合に見られる周波数−インピーダンス特性曲線で
あり、特性曲線３２は、固体アクチュエータが不良品で
ある場合に見られる周波数−インピーダンス特性曲線で
ある。

【００２７】得られた周波数−インピーダンス特性曲線
は、良品である場合には特定の周波数ではっきりしたイ
ンピーダンスのピークが見られる。これに対して不良品
である場合には、はっきりしたピークが見られず、ピー
クの両側の裾野の角度がひろくなる傾向がある。そこ
で、良否の判定基準となる特性曲線及びそのピークの高
さと裾野の角度を判定制御部６に予め設定しておき、ス
テップＳ１０においては、例えば、得られた特性曲線か
らピークの高さと裾野の角度を特徴量として算出し、各
固体アクチュエータ素子が良品である場合について予め
求められたピーク高さ基準値より算出されたピーク高さ
が低く、かつ各固体アクチュエータ素子が良品である場
合について予め設定された裾野角度基準値より算出され
た裾野角度が大きい場合に不良品と判定し、それ以外を
良品と判定する。

【００２８】さらに、各素子単体の電気的インピーダン
ス、物理的サイズ、圧電素子自体の圧電効果による逆起
電力により、各素子の周波数−インピーダンス特性は他
の圧電素子と同じ特性となる事が予め確認されているの
で、固体アクチュエータに接合された状態での各素子の
周波数−インピーダンス特性も同じ特性となる事が期待
される。しかし、素子が接着されている部品の寸法精
度、接着されている部品と素子との接着精度も周波数−
インピーダンス特性に影響を与え、各素子について測定
により得られた特性曲線が異なる。そこで、各素子につ
いて得られた測定曲線の上記の特徴量を比較し、素子間
での特徴量のばらつきが予め定められた範囲内にあれば
良品とし、それ以外を不良品とする。

【００２９】ステップＳ１０で結果判定後、判定結果を
結果出力部７に表示する（ステップＳ１１）。

【００３０】以上の処理動作によって、図２のインクジ
ェットヘッドの検査では、例えば、側壁１６ａの周波数
−インピーダンス特性は、他の側壁１６ｂ，１６ｃ，１
６ｄについて同様に得られた特性と比較し、接着されて
いるふた１２の寸法精度、ふた１２と側壁１４ａとの接
着精度について検査を行なうことができる。

【００３１】また、図３の移動機構の検査では、例え
ば、圧電素子１ｃにクランパ２６ａ、及び弾性ヒンジ５
が接着された状態で、周波数−インピーダンス測定を行
なうと、接着されているクランパ２６ａ、及び弾性ヒン
ジ５の寸法精度、接着精度もインピーダンスに影響を与
えるので、これらの不良検査も行なうことができる。

【００３２】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。

【００３３】図６は、本発明の第２の実施形態の固体ア
クチュエータ検査の動作を示すフローチャートである。

【００３４】本実施形態は、ステップＳ３において、信
号源４を接続する固体アクチュエータ素子と測定部５を
接続する固体アクチュエータが同一ではない点で第１の
実施形態と異なる。

【００３５】本実施形態においても、第１の実施形態と
同様に、オペレータの操作等により検査の開始が指示さ
れ（ステップＳ１）、判定制御部６は、信号源４に予め
定められた周波数の出力を指示する（ステップＳ２）
が、次に、本実施形態においては、異なる固体アクチュ
エータに対して信号源４及び測定部５を接続する（ステ
ップＳ２０）。ここで、判定制御部に備えられた信号源
４及び測定部５を接続する素子の順序を記憶している接
続順序テーブルには、接続する順序に信号源４及び測定
部５をそれぞれ接続する異なる２つの素子が並べて記述
されたリストとなっているものとしてもよい。

【００３６】このリストにしたがって、例えば、図２に
示すインクジェットヘッドの検査においては、信号源が
接続されたものと異なる隣接する側壁に測定部５を接続
する。

【００３７】また、図３に示す移動機構の検査において
は、例えば、圧電素子１ｃに信号源４を接続するとき
は、圧電素子１ａに測定部５を接続し、次に圧電素子１
ｃに信号源４により信号を印加しながら、電圧、電流の
測定対象を圧電素子１ｂとし、次に、圧電素子１ａに信
号源４を接続して、電圧、電流の測定対象を圧電素子１
ｂとする。

【００３８】ステップＳ２０で異なる２つの素子に信号
源４及び測定部５をそれぞれ接続した後、信号源４に接
続された素子に測定用の信号が印可され、測定部５の接
続された素子について電圧、電流、位相を測定し（ステ
ップＳ２１）、接続状態と対応させてその測定結果を記
憶し（ステップＳ２２）、現在の接続状態が最後のもの
でないか判断し（ステップＳ２３）、最後でなければ、
信号源４及び測定部５に次に設定された２つの異なる素
子をそれぞれ接続して（ステップＳ２４）、ステップＳ
２１にもどり、その接続状態における電圧、電流、位相
を測定し、その接続状態と対応させて結果を記憶する。
ステップＳ２３で最後の接続状態であれば、第１の実施
形態と同様に、さらに、現在、素子に印加している信号
の周波数が、最後の周波数であるか判断し（ステップＳ
８）、最後の周波数でなければ、次の周波数への切り替
えを指示し（ステップＳ９）、ステップＳ２１にもど
る。ステップＳ８で最後の周波数であれば、各接続状態
について記憶した測定結果から周波数−インピーダンス
特性を求め（ステップＳ２５）、求められた特性から固
体アクチュエータが不良であるか判断する。

【００３９】このとき、本実施形態においては、信号源
の接続された素子から測定部の接続された素子への振動
の伝わり方が、接続する素子同士の位置関係によって異
なるので、接続する素子同士の位置関係に対応させて予
め良品の周波数−インピーダンス測定結果を記憶し、そ
の特性との比較を行って良否判定を行うことが望まし
い。

【００４０】以上の処理により、図２のインクジェット
ヘッドの検査では、例えば、側壁１６ａにふた１５が接
着されている状態で、周波数−インピーダンス測定を行
なう場合、側壁１６ａの変形（振動）が、側壁１６ａ→
ふた１５→側壁１６ｂと伝達するため、隣接側壁間の寸
法精度、接着精度が、周波数−インピーダンス特性とし
て、検査することができる。

【００４１】また、図３の移動機構の検査では、例えば
圧電素子２１ｃに弾性ヒンジ２５、クランパ２６ａ、圧
電素子２１ａが接着された状態で、信号源４により信号
を印加しながら、圧電素子２１ａに測定部５を接続し、
電圧、電流、位相を測定する場合、圧電素子２１ｃの変
形（振動）が、圧電素子２１ｃ→弾性ヒンジ２５→クラ
ンパ２６ａ→弾性ヒンジ２５→圧電素子２１ａと伝達す
るため、これらの接合部分の寸法精度、接着精度が周波
数−インピーダンス特性として現れ、検査することがで
きる。

【００４２】以上の説明では固体アクチュエータ素子を
圧電素子としていたが、電歪素子など、他の固体アクチ
ュエータに拡大しても同様の特性評価で、部材のバラツ
キ、接着のバラツキ判定ができる。

【００４３】次に、上述の第１及び第２の実施形態の固
体アクチュエータ検査方法を利用した固体アクチュエー
タの製造方法について説明する。

【００４４】まず、図２のインクジェットヘッドの製造
方法について説明する。

【００４５】図７は、本発明のインピーダンス特性測定
を利用した図２のインクジェットヘッドの製造方法を示
すフローチャートである。

【００４６】まず、圧電素子１２を準備し、溝加工を行
う（ステップＳ３１）。次に、形成された溝以外の部分
をマスクして、溝部分に導電性コーティングを施し、さ
らに溝間の各隔壁について所定の分極方向に分極を発生
させる（ステップＳ３２）。次に、各溝に形成された導
電性コーティングを電極として、各側壁を固定アクチュ
エータとして上述のインピーダンス特性による検査を行
う（ステップＳ３３）。各側壁についての周波数−イン
ピーダンス特性を比較し、ほぼ同一の特性が得られない
場合は、不良品と判断する。

【００４７】次にふた１５の接着を行う（ステップＳ３
４）。そして、２回目のインピーダンス特性による検査
を行う（ステップＳ３５）。ここでも、各側壁について
の周波数−インピーダンス特性を比較し、ほぼ同一の特
性が得られない場合は、不良品と判断する。次に、前後
の板を接着する（ステップＳ３６）。その後、３回目の
インピーダンス特性による検査を行う（ステップＳ３
７）。ここでも、各側壁についての周波数−インピーダ
ンス特性を比較し、ほぼ同一の特性が得られない場合
は、不良品と判断する。３回目の特性検査において各側
壁の周波数−インピーダンス特性がほぼ同一の特性が得
られたものについて、インクを充填し、インク吐出検査
を行い（ステップＳ３８）、予め定められた基準を満足
するものを良品とする。

【００４８】このように第１及び第２の実施形態の固体
アクチュエータ検査装置により、固体アクチュエータの
製造工程において、組み立てを完成する前の各段階にお
いて、半製品や部品の状態でインピーダンス特性を行う
ことにより、不良品の選別を行うことができる。

【００４９】次に、図３の移動機構の製造工程において
上述の第１及び第２の固体アクチュエータ検査装置を利
用した製造方法について説明する。

【００５０】図８は、本発明のインピーダンス特性測定
を利用した図３の移動機構の製造方法を示すフローチャ
ートである。図８の移動機構の製造工程においては、ま
ず、３個の圧電素子、弾性ヒンジ及び１個のクランパを
接着した固体アクチュエータを作成する（ステップＳ４
１）。上述のインピーダンス特性による検査を行う（ス
テップＳ４２）。ここで、各圧電素子の周波数−インピ
ーダンス特性を比較し、ほぼ同一の特性が得られた場合
は、良品とし、得られない場合不良品とする。次に、良
品となった２個の固体アクチュエータ、弾性ヒンジ及び
固定フレームを接着する（ステップＳ４３）。ここで、
２個のアクチュエータは、各アクチュエータの周波数−
インピーダンス特性が良品とされる範囲内であると共に
よく似た特性が得られたものを選択するのが望ましい。
次に２回目のインピーダンス特性による検査を行う（ス
テップＳ４４）。ここで、各アクチュエータの周波数−
インピーダンス特性を比較し、ほぼ同一の特性が得られ
た場合良品とし、得られない場合は、不良品とする。そ
して、ロータ２７を取りつけ（ステップＳ４５）、３回
目のインピーダンス特性による検査を行う（ステップＳ
４６）。ここでも、各アクチュエータの周波数−インピ
ーダンス特性を比較し、ほぼ同一の特性が得られた場合
良品とし、得られない場合、不良品とする。

【００５１】この製造工程によって、３個の圧電素子、
弾性ヒンジ及び１個のクランパを接着した固体アクチュ
エータを多数作成しておき、動作特性の類似したペアを
選びだし組み立てを行なうことにより、精度の高い回転
運動を発生させる移動機構を製造することができる。

【００５２】以上、３ステップ全てについて検査を行な
う実施例をあげたが、本実施例に限定するものでは無
い。例えば、１回目の特性検査において１００％近い良
品率であれば、当然に１回目の検査工程は省いても、
２、３回目の特性検査を行なうことで不良品を選別でき
る。また、最終検査（ステップＳ４６）のみに限定して
も良い。

【００５３】次に、固体アクチュエータの製造工程中で
はなく、実際に固体アクチュエータを駆動する駆動装置
が上述の第１及び第２の固体アクチュエータ検査装置を
備え、実稼動中にインピーダンス測定を行い、インピー
ダンスの変化により故障判定を行なう固体アクチュエー
タ駆動装置について説明する。

【００５４】図９は、本発明のインピーダンス特性測定
装置を備えた固体アクチュエータ駆動装置の構成例を示
すブロック図である。

【００５５】固体アクチュエータ駆動装置４１は、第１
及び第２の実施形態と同様に固体アクチュエータ２に備
えられた複数の固体アクチュエータ素子３ａ、３ｂ、３
ｃに順次接続され、駆動波形を加える信号を発生する信
号源４と、各固体アクチュエータ素子３ａ、３ｂ、３ｃ
に順次接続され、各固体アクチュエータ素子にかかる電
圧、各圧電素子に流れる電流、これらの位相を測定する
測定部５と、各個体アクチュエータ素子と信号源４及び
測定部５との接続を制御し、信号源の周波数を指示し、
測定部５の測定結果から各圧電素子における周波数−イ
ンピーダンス特性を求めて記憶するとともに不良である
か判断する判定制御部６とを有している。

【００５６】さらに、固体アクチュエータ駆動装置４１
は、電源投入、運転終了、及び印刷すべきデータがない
状態であるか否かを判断し、また前回、周波数−インピ
ーダンス特性を行ってから経過した時間をカウントし、
所定時間経過してから電源投入、運転終了、及び駆動さ
れていない状態になったとき判定制御部６に周波数−イ
ンピーダンス特性検査を開始させる装置状態判断部４２
を有している。

【００５７】なお、一定時間ごとに動作チェックを行な
う実施例をあげたが、本実施例に限定するものでなく、
装置の簡便化のため、単純に装置立ち上げ時（電源投入
時）に毎回、周波数−インピーダンス特性検査を行なう
ようにしても良いし、電源（ＯＦＦ）切断時に、周波数
−インピーダンス特性検査を行なうようにしても良い。

【００５８】装置状態判断部が、判定制御部６に周波数
−インピーダンス特性検査を開始させた後は、上述のス
テップＳ１からＳ８の処理を行って周波数−インピーダ
ンス特性検査が行われ、ステップＳ１１の結果表示とし
て特に不良の場合には固体アクチュエータの故障である
旨の警告表示がされる。

【００５９】また、インクジェットヘッドの例では、実
際に固体アクチュエータを駆動する駆動装置に、上述の
周波数−インピーダンス特性検査において判定制御部６
に記憶された周波数−インピーダンス特性に基づいて、
印刷時に各固体アクチュエータ素子加える印加電圧に差
をつけて駆動を行ない、各ノズル間の特性補正を行なう
ことにより、インク吐出滴径、吐出速度を一定とするも
のとしてもよい。

【００６０】また、同じくインクジェットヘッドの例で
は、インクジェットヘッド内へのインク注入によりイン
ピーダンス特性には当然差異が発生するが、これを利用
してインクの残量検出、不吐出検出もできる。

【００６１】以上、本発明の実施例では、固体アクチュ
エータに接続する信号源４及び測定部５を接続して周波
数−インピーダンス特性を測定するが、印可する信号に
ついては特に正弦波に限定するものではない。例えば、
三角波でも、方形(パルス)波でもよい。

【００６２】さらに、印可される各周波数の信号におい
て、任意の信号源４の印可波形と測定部５の波形を比較
し、どれか１つ、または所定の測定ポイントに関して波
形の差があれば、不良と判断することも可能である。こ
れによっても、同様の効果が期待できる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
電素子などの固体アクチュエータ素子からなる固体アク
チュエータあるいはインクジェットヘッドを、完成され
た形まで組み上げることなく、途中の半製品や部品の状
態で特性測定、検査を行なうことができ、不良品判別を
容易に低コストで行うことができる。

【００６４】また、特性測定後に特性の似通った固体ア
クチュエータを組み合わせて機能素子やインクジェット
ヘッドを作成すれば、製品の精度を向上させることがで
きると共に、歩留まりを改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体アクチュエ
ータ検査装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の検査対象の例であるインクジェットヘ
ッドの構成を示す斜視図である。

【図３】本発明の検査対象の例である移動機構の構成を
示す構成図である。

【図４】図１の周波数−インピーダンス特性検査の動作
を示すフローチャートである。

【図５】本発明に係る周波数−インピーダンス特性の例
を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施形態の周波数−インピーダ
ンス特性検査の動作を示すフローチャートである。

【図７】本発明の固体アクチュエータ検査方法を利用し
た図２のインクジェットヘッドの製造方法を示すフロー
チャートである。

【図８】本発明の固体アクチュエータ検査方法を利用し
た図３の移動機構の製造方法を示すフローチャートであ
る。

【図９】本発明の固体アクチュエータ検査方法を行う固
体アクチュエータ駆動装置の構成例を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ 固体アクチュエータ検査装置 ２ 固体アクチュエータ ３ａ，３ｂ，３ｃ 固体アクチュエータ素子 ４ 信号源 ５ 測定部 ６ 判定制御部 ７ 結果出力部 １１ インクジェットヘッド １２ 圧電素子 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１
３ｇ 溝 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１
４ｇ 導電性コーティング １５ ふた １６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ 側
壁 ２０ 移動機構 ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 固
体アクチュエータ素子 ２３ 固定フレーム ２５ 弾性ヒンジ ２６ａ，２６ｂ クランパ ２７ ロータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｇ０１Ｒ 29/22

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電界を印可することにより変形する複数の
   固体素子と前記複数の固体素子に固定され外部に駆動力
   を伝達する部品とを有する固体アクチュエータの検査を
   行う固体アクチュエータの検査方法において、 信号源に予め定められた複数の周波数の信号の出力を順
   次指示するステップと、予め定められた固体素子との接
   続順序にしたがって信号源を接続するステップと、信号
   が印可されたときの固体素子のインピーダンスを各周波
   数について順次測定するステップと、固体素子及び周波
   数と対応させて測定結果を記憶するステップと、各固体
   素子について各周波数での測定結果から周波数−インピ
   ーダンス特性曲線を求め、予め設定された判定基準の周
   波数−インピーダンス特性曲線と比較して良否を判定す
   るステップとを有することを特徴とする固体アクチュエ
   ータの検査方法。
2. 【請求項２】電界を印可することにより変形する複数の
   固体素子と前記複数の固体素子に固定され外部に駆動力
   を伝達する部品とを有する固体アクチュエータの検査方
   法において、 信号源に予め定められた複数の周波数の信号の出力を順
   次指示するステップと、予め定められた信号源及び測定
   部と複数の固体素子との接続状態の順序にしたがって第
   １の固体素子に対して信号源を接続するとともに第１の
   固体素子と異なる第２の固体素子に測定部を接続するス
   テップと、第１の固体素子に信号が印可されたときの第
   ２の固体素子の電圧応答を各周波数について順次測定す
   るステップと、接続状態及び周波数と対応させて測定結
   果を記憶するステップと、各接続状態について各周波数
   での測定結果から周波数−電圧応答特性曲線を求め、予
   め設定された判定基準の周波数−電圧応答特性曲線と比
   較して良否を判定するステップとを有することを特徴と
   する固体アクチュエータの検査方法。
3. 【請求項３】電界を印可することにより変形する複数の
   固体素子と前記複数の固体素子に固定され外部に駆動力
   を伝達する部品とを有する固体アクチュエータの検査装
   置において、 予め定められた接続順序にしたがって固定素子に接続さ
   れ、予め定められた複数の周波数の信号を出力する信号
   源と、 信号源に信号が印可されたときの固体素子のインピーダ
   ンスを各周波数について測定する測定部と、 固体素子及び周波数と対応させて測定部で得られた測定
   結果を記憶し、各固体素子について各周波数での測定結
   果から周波数−インピーダンス特性曲線を求め、予め設
   定された判定基準の周波数−インピーダンス特性曲線と
   比較して良否を判定する判定制御部とを有することを特
   徴とする固体アクチュエータの検査装置。
4. 【請求項４】電界を印可することにより変形する複数の
   固体素子と前記複数の固体素子に固定され外部に駆動力
   を伝達する部品とを有する固体アクチュエータの検査装
   置において、 予め定められた接続順序にしたがって第１の固定素子に
   接続され、予め定められた複数の周波数の信号を出力す
   る信号源と、 予め定められた接続順序にしたがって第１の固定素子と
   異なる第２の固体素子に接続され、第１の固体素子に信
   号が印可されたときの第２の固体素子の電圧応答を各周
   波数について測定する測定部と、 信号源及び測定部の接続状態及び周波数と対応させて測
   定部で得られた測定結果を記憶し、各接続状態について
   各周波数での測定結果から周波数−インピーダンス特性
   曲線を求め、予め設定された判定基準の周波数−インピ
   ーダンス特性曲線と比較して良否を判定する判定制御部
   とを有することを特徴とする固体アクチュエータの検査
   装置。
5. 【請求項５】電界を印可することにより変形する複数の
   固体素子と前記複数の固体素子に固定される第１の部品
   とを有する第１の固体アクチュエータに、少なくとも１
   つの部品を更に固定して第２の固体アクチュエータを製
   造する製造方法において、 第１の固体アクチュエータについて、信号源に予め定め
   られた複数の周波数の信号の出力を順次指示し、予め定
   められた固体素子との接続順序にしたがって信号源を接
   続し、信号が印可されたときの固体素子のインピーダン
   スを各周波数について順次測定し、固体素子及び周波数
   と対応させて測定結果を記憶し、各固体素子について各
   周波数での測定結果から周波数−インピーダンス特性曲
   線を求め、予め設定された第１の固体アクチュエータに
   対応する第１の判定用周波数−インピーダンス特性曲線
   と比較して良否を判定するステップと、前記第１の固体
   アクチュエータに少なくとも１つの第２の部品を固定し
   て第２の固体アクチュエータを作成するステップと、第
   ２の固体アクチュエータについて、信号源に予め定めら
   れた複数の周波数の信号の出力を順次指示し、予め定め
   られた固体素子との接続順序にしたがって信号源を接続
   し、信号が印可されたときの固体素子のインピーダンス
   を各周波数について順次測定し、固体素子及び周波数と
   対応させて測定結果を記憶し、各固体素子について各周
   波数での測定結果から周波数−インピーダンス特性曲線
   を求め、予め設定された第２の固体アクチュエータに対
   応する予め設定された第２の判定用周波数−インピーダ
   ンス特性曲線と比較して良否を判定するステップとを有
   することを特徴とする固体アクチュエータの製造方法。
6. 【請求項６】電界を印可することにより変形する複数の
   固体素子と前記複数の固体素子に固定される第１の部品
   とを有する第１の固体アクチュエータに、少なくとも１
   つの部品を更に固定して第２の固体アクチュエータを製
   造する製造方法において、 第１の固体アクチュエータについて、信号源に予め定め
   られた複数の周波数の信号の出力を順次指示し、予め定
   められた信号源及び測定部と複数の固体素子との接続状
   態の順序にしたがって第１の固体素子に対して信号源を
   接続するとともに第１の固体素子と異なる第２の固体素
   子に測定部を接続し、第１の固体素子に信号が印可され
   たときの第２の固体素子の電圧応答を各周波数について
   順次測定し、接続状態及び周波数と対応させて測定結果
   を記憶し、各接続状態について各周波数での測定結果か
   ら周波数−電圧応答特性曲線を求め、予め設定された第
   １の判定用周波数−電圧応答特性曲線と比較して良否を
   判定するステップと、前記第１の固体アクチュエータに
   少なくとも１つの第２の部品を固定して第２の固体アク
   チュエータを作成するステップと、第２の固体アクチュ
   エータについて、信号源に予め定められた複数の周波数
   の信号の出力を順次指示し、予め定められた信号源及び
   測定部と複数の固体素子との接続状態の順序にしたがっ
   て第１の固体素子に対して信号源を接続するとともに第
   １の固体素子と異なる第２の固体素子に測定部を接続
   し、第１の固体素子に信号が印可されたときの第２の固
   体素子の電圧応答を各周波数について順次測定し、接続
   状態及び周波数と対応させて測定結果を記憶し、各接続
   状態について各周波数での測定結果から周波数−電圧応
   答特性曲線を求め、予め設定された判定基準の周波数−
   電圧応答特性曲線と比較して良否を判定するステップと
   を有することを特徴とする固体アクチュエータの製造方
   法。
7. 【請求項７】電界を印可することにより変形する複数の
   固体素子と前記複数の固体素子に固定され外部に駆動力
   を伝達する部品とを有する固体アクチュエータを駆動す
   る固体アクチュエータの駆動装置において、 予め定められた接続順序にしたがって固定素子に接続さ
   れ、予め定められた複数の周波数の信号の出力を順次指
   示される信号源と、 信号源に信号が印可されたときの固体素子のインピーダ
   ンスを各周波数について測定する測定部と、 前記信号源に予め定められた接続順序にしたがって固定
   素子に接続して予め定められた複数の周波数の信号の出
   力を順次指示し、前記測定部に信号が印可されたときの
   固体素子のインピーダンスを各周波数について測定さ
   せ、前記判定制御部に固体素子及び周波数と対応させて
   測定部で得られた測定結果を記憶し、各固体素子につい
   て各周波数での測定結果から周波数−インピーダンス特
   性曲線を求め、判定基準の周波数−インピーダンス特性
   曲線と比較して良否を判定する周波数−インピーダンス
   特性検査を行う判定制御部と、 前記判定制御部が周波数−インピーダンス特性検査を行
   ったことを検知し、予め設定された電源状態及び駆動状
   態になったとき判定制御部に前記周波数−インピーダン
   ス特性検査を開始させる装置状態判断部とを有すること
   を特徴とする固体アクチュエータの駆動装置。